Trước đây chúng tôi đã xây dựng Khối lập phương LED 3x3x3 bằng Arduino và Raspberry Pi. Khối lập phương LED 3x3x3 thường được xây dựng bằng cách sử dụng một số vi điều khiển, nhưng trong phần này, chúng tôi sẽ tạo một CUBE LED 3 * 3 * 3 mà không cần bất kỳ vi điều khiển nào. Ở đây chúng ta sẽ sử dụng IC hẹn giờ 555 và thiết lập bộ đếm nhị phân CD4020 để điều khiển LED Cube.
Thông thường để điều khiển LED CUBE, chúng tôi sử dụng vi điều khiển và lập trình để nhận các mẫu khác nhau. Nhưng đối với người mới bắt đầu thì đó là một quá trình phức tạp, vì vậy ở đây chúng tôi sử dụng sự kết hợp của 555 Timer và CD4020 IC phù hợp nhất cho người mới bắt đầu. Mặc dù với mạch này, chúng ta chỉ có thể lấy một mẫu, nhưng đây là cách tốt nhất để làm quen với LED Cubes và hoạt động của chúng. Tìm hiểu thêm về IC hẹn giờ 555 bằng cách kiểm tra thêm các mạch dựa trên 555 tại đây.
Có nhiều loại hình khối có thể được thiết kế. Đơn giản nhất là khối LED 3x3x3. CUBE LED 3 * 3 * 3 này được tạo thành từ 27 đèn LED (Điốt phát quang), các đèn LED này được sắp xếp theo hàng và cột tạo thành một khối lập phương. Tương tự, chúng ta có thể tạo khối LED 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 và cao hơn không. của đèn LED. Đối với khối LED 4 * 4 * 4, công việc gần như tăng gấp ba lần vì bạn cần làm việc cho 64 đèn LED. Với mỗi con số cao hơn, công việc gần như tăng gấp đôi hoặc gấp ba. Nhưng mọi khối lập phương ít nhiều đều hoạt động theo cùng một cách.
Bộ hẹn giờ CUBE LED 3x3x3 x 555 đơn giản nhất vì có một số ưu điểm đối với thiết kế này như,
- Đối với khối lập phương này, bạn không cần phải lo lắng về việc tiêu thụ hoặc tiêu hao điện năng.
- Nhu cầu cung cấp điện thấp.
- Chúng ta không cần bất kỳ thiết bị điện tử chuyển mạch nào như bóng bán dẫn cho khối lập phương này.
- Chúng ta cần các thiết bị đầu cuối logic ít hơn nên chúng ta không cần thanh ghi shift hoặc bất cứ thứ gì tương tự.
- Không cần lập trình.
- Không cần mạch điện phức tạp
- Kiến thức mạch cơ bản là đủ để thiết kế dự án này.
Các thành phần bắt buộc:
- Điện trở 1KΩ (10 miếng)
- 27 đèn LED
- 555 IC hẹn giờ
- CD4020 IC đếm nhị phân
- 10K nồi
- Tụ điện 10uF
- Nguồn điện 5v
- Công cụ hàn để xây dựng khối LED
Giải thích mạch và làm việc:
Ở đây chúng tôi đã sử dụng cùng một khối LED mà chúng tôi đã sử dụng trước đây với Raspberry Pi và cấu trúc của khối LED này đã được giải thích trước đó trong dự án đó. Vui lòng kiểm tra hai dự án dưới đây để xây dựng khối LED đúng cách bằng cách hàn 27 đèn LED theo thứ tự cụ thể:
- Tự làm khối LED 3X3X3 với Arduino
- 3X3X3 LED Cube với Raspberry Pi và Chương trình Python
Sau khi mọi thứ hoàn tất, bạn sẽ có một hình khối như thế này,
Các Circuit Diagram của 3x3x3 khối LED sử dụng 555 Hẹn giờ được hiển thị ở bên dưới hình.
Như trong hình, chúng ta có tổng cộng 12 chân từ CUBE. Trong đó 9 chân là cực dương chung và 3 chân là chân cực âm chung. Hãy nhớ rằng mỗi cột đại diện cho một đầu cuối tích cực và mỗi lớp (hàng) đại diện cho một đầu cuối âm.
Vì chúng tôi chỉ điều khiển bộ đếm LED CUBE bằng CD4020 nên sẽ không cần điều khiển ở các đầu nối âm. Như vậy là chúng ta đã nối đất cả 3 cực âm chung như trong sơ đồ mạch điện. Với điều này, chúng ta sẽ có 9 thiết bị đầu cuối tích cực từ 9 cột của khối LED.
Bây giờ đối với mạch này, trước tiên chúng ta cần thiết kế Bộ tạo sóng vuông hoặc Bộ đa vi khả biến bằng cách sử dụng IC hẹn giờ NE555 như trong mạch bên dưới:
Ở đây chip 555 tạo ra sóng vuông để đèn LED chuyển đổi giữa BẬT và TẮT. Chiết áp ở đây là điều chỉnh tần số nhấp nháy.
Chúng tôi sẽ cấp đầu ra sóng vuông này cho chip đếm nhị phân. Bộ đếm nhị phân đếm xung clock và số xung đếm được do bộ đếm đưa ra thông qua các chân Q0-Q13. Chúng tôi sẽ kết nối các chân đầu ra của bộ đếm này với các cột LED CUBE theo sơ đồ mạch. Vì vậy, mỗi khi số lượng tăng lên, logic cổng đầu ra thay đổi và với mẫu LED CUBE này thay đổi.
Tóm lại, bộ định thời 555 tạo xung đồng hồ, bộ đếm đếm xung đồng hồ và làm cho các chân đầu ra của nó cao tương ứng và cuối cùng mẫu LED CUBE thay đổi tùy thuộc vào đầu ra của CD4020. Đó là cách hoạt động của cặp bộ đếm 3 * 3 * 3 LED CUBE by 555 timer-CD4020.
** Đảm bảo rằng Thiết lập lại chính của CD4020 được nối đất. Nếu để nó một mình, khối lập phương có thể không hoạt động.